Bezeichnung der Erfindung

Radialwälzlager, insbesondere zweireihiges Schrägwälzlager

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Radialwälzlager nach den oberbegriffsbildenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 , und sie insbesondere vorteilhaft an zweireihigen Schrägwälzlagern anwendbar, deren Wälzkörper als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten, parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet sind.

Hintergrund der Erfindung

Zweireihige Schrägwälzlager finden überall dort Anwendung, wo durch die Lagerstelle neben hohen Radialkräften auch hohe Axialkräfte aus beiden Richtungen aufzunehmen sind. Die gebräuchlichste Ausführungsform solcher Schrägwälzlager stellt dabei das zweireihige Schrägkugellager dar, bei dem die beiden Reihen Lagerkugeln auf gegeneinander in O- oder X-Anordnung angestellten Druckwinkelachsen angeordnet sind. Um einen hohen Füllgrad mit Lagerkugeln und damit eine höchst mögliche Tragfähigkeit solcher Schrägkugellager zu erreichen, weisen diese entweder einseitig am äußeren Lagerring eine Füllnut oder einen axial zweigeteilt ausgebildeten inneren Lagerring auf. Eine andere Möglichkeit, einen hohen Füllgrad mit Wälzkörpern und damit eine hohe Tragfähigkeit eines zweireihigen Schrägwälzlagers jedoch ohne Füllnut am äußeren Lagerring und ohne axial zweigeteilt ausgebildeten inneren Lagerring zu erreichen, wurde durch die DE 43 34 195 A1 bekannt. In dieser Druck- schrift wird durch Figur 2e ein gattungsgemäßes zweireihiges Schrägwälzlager offenbart, welches im Wesentlichen aus einem äußeren Lagerring und einem inneren Lagerring sowie aus einer Vielzahl zwischen den Lagerringen in zwei Reihen nebeneinander angeordneter Wälzkörper besteht, die jedoch nicht als

Lagerkugeln sondern als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten, parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet sind. Beide Reihen der durch zwei Lagerkäfige in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander gehaltenen Kugelrollen rollen dabei in jeweils zwei benachbarten, in die Innenseite des äußeren Lagerrings und in die Außenseite des inneren Lagerrings eingearbeitete rillenförmigen Laufbahnen ab, deren Druckwinkelachsen in O-Anordnung gegeneinander angestellt sind und die axial einseitig durch jeweils eine Schulter begrenzt werden. Das Befül- len dieses Schrägwälzlagers soll dabei durch axiales Einführen der mit ihren Seitenflächen horizontal ausgerichteten Kugelrollen in den Abstand zwischen den Lagerringen und anschließendes Verkippen der Kugelrollen in die Laufbahnen des Schrägwälzlagers erfolgen. Nach dem gleichmäßigen Verteilen der Kugelrollen in ihren Laufbahnen in Umfangsrichtung werden dann von beiden Axialseiten des Lagers her die zwei, beispielsweise als Kunststoff-Schnappkä- fige gemäß der mittleren Abbildung in Figur 3 der genannten Druckschrift ausgebildeten Lagerkäfige auf die Kugelrollen aufgeschnappt, um diese in ihrer Betriebstellung im Schrägwälzlager zu fixieren.

In der Praxis hat es sich jedoch erwiesen, dass bei einem derart ausgebildeten zweireihigen Schrägwälzlager die Montage der Kugelrollen in der beschriebenen Art und Weise nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand möglich ist. Beim Versuch einer derartigen Montage der Kugelrollen hat es sich nämlich gezeigt, dass nachdem die Kugelrollen axial in den Abstand zwischen den Lagerringen bis zum Anschlag an ihrer Laufbahn im äußeren Lagerring eingeführt wurden, ein Verkippen der Kugelrollen in Richtung der Laufbahnen im inneren Lagerring nicht oder nur mit hohem Kraftaufwand möglich ist, da diese mit ihren zum äußeren Lagerring weisenden Seitenflächen an der Innenseite des äußeren Lagerrings verkanten. Selbst wenn es dann unter Ausnutzung von Toleranzen oder der Elastizität aller Teile gelingt, die Kugelrollen in Richtung der Laufbah- nen im inneren Lagerring zu verkippen, stößt man abermals an die Grenzen der angegebenen Montagemöglichkeit, da es dabei häufig zum Durchrutschen der Kugelrollen zwischen den Lagerringen in Richtung der gegenüberliegenden Laufbahn im inneren Lagerring bzw. zum erneuten Verkanten der Kugelrollen

an ihrer vorgesehenen Laufbahn im inneren Lagerring kommt. Außerdem hat es sich bei dem beschriebenen Lagerkäfig für das zweireihige Schrägwälzlager als nachteilig erwiesen, dass die mit den Schnappnasen ausgebildeten Taschenstege relativ breit ausgebildet sind und daher für einen größtmöglichen Füllgrad des Schrägwälzlagers noch kein Optimum darstellen. Ebenso ist es von Nachteil, dass für die Kugelrollen in den Taschen des Schnappkäfigs keine Bewegungsmöglichkeit besteht, sich an betriebsbedingte Schwankungen der Druckwinkelachsen anzupassen, so dass es bei solchen Druckwinkelschwankungen sehr wahrscheinlich zum Ausschnappen der Kugelrollen aus ihren Kä- figtaschen und infolge dessen zu schweren Lagerschäden kommt.

Aufgabe der Erfindung

Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Tech- nik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein Radialwälzlager, insbesondere zweireihiges Schrägwälzlager, zu konzipieren, welches problemlos im Axialmontageverfahren mit als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörpern befüllbar ist und dessen Lagerkäfig derart ausgebildet ist, dass ein größtmöglicher Füllgrad des Schrägwälzlagers gewährleistet und eine Anpassung der Kugelrollen an betriebsbedingte Schwankungen der Druckwinkelachsen möglich ist.

Beschreibung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem zweireihigen Schrägwälzlager mit mindestens einer Reihe Kugelrollen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einesteils derart gelöst, dass zumindest an die im äußeren Lagerring und im inneren Lagerring angeordneten Laufbahnen der als Kugelrollen ausgebildeten Reihe Wälzkörper jeweils im Bereich der ihren Schultern gegenüberliegenden axialen Randpartien zusätzliche Freiraum- und Stützkonturen angeformt sind, mittels welcher die Kugelrollen durch axiales Einführen in den Abstand zwischen den Lagerringen und anschließendes Verkippen in die Laufbahnen in das Schrägwälzlager einfüllbar sind.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Danach ist es gemäß Anspruch 2 bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlager vorgesehen, dass es bevorzugt als zweireihiges Schrägwälzlager mit in O-Anordnung gegeneinander angestellten Druckwinkelachsen ausgebildet ist, bei dem beide Reihen der Wälzkörper als Kugelrollen sowie alle Laufbahnen in den Lagerringen im Bereich der ihren Schultern gegenüberlie- genden Randpartien mit zusätzlichen Freiraum- und Stützkonturen ausgebildet sind. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine symmetrische Ausbildung der Lagerringe, die sich günstig im Hinblick auf deren Fertigungskosten auswirkt. Möglich ist es jedoch auch, das Schrägwälzlager mit einer Reihe Kugelrollen und einer Reihe Lagerkugeln zu befüllen, die dann zuerst ohne äußeren Lagerring im inneren Lagerring montiert werden, um anschließend den äußeren Lagerring auf die Lagerkugeln aufzuschieben und abschließend die Kugelrollen in der beschriebenen Weise in das Lager einzuführen.

Ausgehend von den Merkmalen des Anspruchs 2 ist es nach Anspruch 3 ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers, dass im äußeren Lagerring jeweils in dessen Laufbahnen mündende und im Querschnitt keilförmige Ringnuten als zusätzliche Freiraumkonturen angeordnet sind, die zur Schaffung der notwendigen Bewegungsfreiheit zum Verkippen der Kugelrollen in ihre Betriebsstellung in den Laufbahnen beider Lagerringe vor- gesehen sind. Diese keilförmigen Ringnuten sind jeweils mit ihrer in die Laufbahnen im äußeren Lagerring mündenden Keilfläche schräg zu den Axialseiten des Radialwälzlagers verlaufend in die Innenseite des äußeren Lagerrings eingearbeitet und weisen jeweils zusammen mit der angrenzenden Laufbahn eine etwas größer als der Durchmesser der Kugelrollen ausgebildete Länge sowie eine vom Druckwinkel des Lagers abhängige Tiefe auf, die mit steigendem Druckwinkel proportional größer wird. Die derart ausgebildeten Ringnuten schaffen somit den nötigen Freiraum, um das im Stand der Technik beschriebene Verkanten der Kugelrollen mit ihren Seitenflächen an der Innenseite des

äußeren Lagerrings beim Einleiten des Verkippens in ihre Laufbahnen zu vermeiden.

Gemäß Anspruch 4 zeichnet sich das erfindungsgemäß ausgebildete Wälzla- ger darüber hinaus noch dadurch aus, dass im inneren Lagerring ein im Querschnitt keilförmiger und jeweils mit seinen Keilflächen in dessen Laufbahnen mündender Mittelbord als zusätzliche Stützkontur angeordnet ist, der zur Schwenkführung beim Verkippen der Kugelrollen in ihre Betriebsstellung in den Laufbahnen beider Lagerringe vorgesehen ist. Dieser keilförmige Mittelbord hat dabei etwa die Höhe wie die Schultern an den Laufbahnen des inneren Lagerrings und weist zwischen seinen Keilflächen einen Winkel auf, der abhängig ist vom Abstand der Laufbahnen im inneren Lagerring zueinander. Mit Hilfe eines derart ausgebildeten Mittelbordes ist es somit möglich, das im Stand der Technik beschriebene Durchrutschen der Kugelrollen zwischen den Lagerringen in Richtung der jeweils gegenüberliegenden Laufbahn im inneren Lagerring bzw. das erneute Verkanten der Kugelrollen an ihrer vorgesehenen Laufbahn im inneren Lagerring zu vermeiden und die Kugelrollen beim Verkippen in ihre Laufbahnen solange auf ihren Schwenkweg zu stützen, bis diese ihre endgültige Betriebsstellung in den Laufbahnen erreicht haben.

Weitere, ebenfalls zur Lösung der gestellten Aufgabe beitragende Merkmale des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers werden in den Ansprüchen 5 bis 7 beschrieben.

Durch Anspruch 5 wird dabei vorgeschlagen, dass die Lagerkäfige für beide Reihen Wälzkörper bevorzugt jeweils als Manschetten-Schnappkäfige aus einem Kunststoff ausgebildet sind, bei denen an jeweils einem umlaufenden Käfigring axial einseitig mehrere, zwischen sich an die Kontur der Wälzkörper angepasste Käfigtaschen bildende Manschetten angeformt sind. Da die Käfig- taschen dabei zugleich an den Druckwinkel der jeweiligen Reihe Kugelrollen angepasst, also schräg in die Innenseite des Käfigrings eingearbeitet sind, weisen die Manschetten des Lagerkäfigs somit einen dreieckförmigen Profilquerschnitt auf, bei dem die zum inneren Lagerring weisende Dreieckspitze

etwa auf Höhe des Teilkreises der Kugelrollen angeordnet ist. Bei der Montage des Lagerkäfigs schnappt diese Dreieckspitze der Manschetten dann geringfügig über die Durchmesserhälfte der Kugelrollen, so dass die Kugelrollen am Teilkreis nur durch diesen sehr schmalen Teil der Manschetten voneinander getrennt sind und dadurch, anders als die Taschenstege bei der im Stand der Technik genannten Lösung, einen größtmöglichen Füllgrad des Schrägwälzlagers gewährleisten.

Desweiteren ist es gemäß Anspruch 6 vorgesehen, auf der zum äußeren La- gerring weisenden Oberseite der Manschetten beider Lagerkäfige jeweils schräg zur Innenseite des äußeren Lagerrings ragende Schnappnasen anzuformen, die zur Lagefixierung der Lagerkäfige im Schrägwälzlager jeweils in die keilförmigen Ringnuten im äußeren Lagerring einrastbar sind. Die Schnappnasen weisen dabei aus Stabilitätsgründen bevorzugt die volle Breite der Ober- Seiten der Manschetten auf und sind in ihrer schrägen Anordnung und in ihrer Länge an den Winkel und an die Länge der Keilfläche der im äußeren Lagerring angeordneten Ringnut angepasst. Der besondere Vorteil einer solchen Lagefixierung der Lagerkäfige besteht dabei darin, dass die ursprünglich nur zur Montageerleichterung der Kugelrollen vorgesehenen Ringnuten im äußeren Lagerring somit für eine weitere Funktion genutzt werden können.

Schließlich wird es durch Anspruch 7 noch vorgeschlagen, dass der Boden aller Käfigtaschen in der Lagerkäfigen zur selbsttätigen Anpassung der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper an betriebsbedingte Schwankungen der Druckwinkelachsen in Umfangsrichtung zusätzlich leicht dachförmig ausgebildet ist. Unter leicht dachförmig ist dabei zu verstehen, dass der bereits an den Druckwinkel des Radialwälzlagers angepasste, schräg ausgebildete Boden der Käfigtaschen zusätzlich in Umfangsrichtung eine gleichmäßige keilförmige Erhöhung in Form eines Daches aufweist, deren Schräge beidseitig etwa 5° bis 10° beträgt. Dadurch ist es möglich, dass die Kugelrollen sich in ihren Taschen selbsttätig an Druckwinkelschwankungen zwischen 10° und 20° anpassen können, ohne dass es dabei zum Ausschnappen der Kugelrollen aus ihren Käfigtaschen kommt.

Zusammenfassend weist das erfindungsgemäß ausgebildete Radialwälzlager somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Radialwälzlagern den Vorteil auf, dass es durch die Ausbildung mit zusätzlichen Freiraum- und Stützkonturen an den Laufbahnen der Wälzkörper im inneren und im äußeren Lagerring problemlos im Axialmontageverfahren mit als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörpern befüllbar ist. Gleichzeitig wird durch die Ausbildung der Lagerkäfige beider Reihen Kugelrollen als Manschetten Schnappkäfige mit am Teilkreis extrem schmal ausgebildeten Manschetten und mit dachförmig aus- gebildetem Boden aller Käfigtaschen erreicht, dass ein größtmöglicher Füllgrad des Schräg-wälzlagers gewährleistet und eine Anpassung der Kugelrollen an betriebsbedingte Schwankungen der Druckwinkelachsen möglich ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch ein als zweireihiges Schrägkugelrollelager in O-Anordnung ausgebildetes erfindungsgemäßes Radialwälzlager;

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit X des erfindungs- gemäß ausgebildeten Radialwälzlagers gemäß Figur 1 ;

Figur 3 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit Y des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers gemäß Figur 1 ;

Figur 4 eine vergrößerte räumliche Darstellung von der Rückseite ei- nes mit Kugelrollen bestückten Lagerkäfigs des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers;

Figur 5 eine vergrößerte räumliche Darstellung von der Vorderseite eines Lagerkäfigs des erfindungsgemäß ausgebildeten Radialwälzlagers ohne Kugelrollen.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Aus Figur 1 geht deutlich ein als zweireihiges Schrägwälzlager 1 ausgebildetes Radialwälzlager hervor, welches im Wesentlichen aus einem äußeren Lagerring 2 und einem inneren Lagerring 3 sowie aus einer Vielzahl zwischen den Lagerringen 2, 3 in zwei Reihen 4, 5 nebeneinander angeordneter Wälzkörper 8, 8' besteht, die in beiden Reihen 4, 5 als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten, parallel zueinander angeordneten Seitenflächen 9, 9', 10, 10' ausgebildet sind. Beide Reihen 4, 5 der durch zwei Lagerkäfige 6, 7 in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zuein- ander gehaltenen Wälzkörper 8, 8' rollen dabei in jeweils zwei benachbarten, in die Innenseite 11 des äußeren Lagerrings 2 und in die Außenseite 12 des inneren Lagerrings 3 eingearbeitete rillenförmigen Laufbahnen 13, 14 und 15, 16 ab, deren Druckwinkelachsen 17, 18 in O-Anordnung gegeneinander angestellt sind und die axial einseitig durch jeweils eine Schulter 19, 20, 21 , 22 be- grenzt werden.

Die vergrößerten Darstellungen der Figuren 2 und 3 zeigen darüber hinaus, dass an die im äußeren Lagerring 2 und im inneren Lagerring 3 angeordneten Laufbahnen 13, 14, 15, 16 der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper 8, 8' erfindungsgemäß jeweils im Bereich der ihren Schultern 19, 20, 21 , 22 gegenüberliegenden axialen Randpartien zusätzliche Freiraum- und Stützkonturen 23, 23', 24, 24' angeformt sind, mittels welcher die Kugelrollen durch axiales Einführen in den Abstand zwischen den Lagerringen 2, 3 und anschließendes Verkippen in die Laufbahnen 13, 14, 15, 16 in das Schrägwälzlager 1 einfüllbar sind. Als zusätzliche Freiraumkonturen 23, 23' sind dabei deutlich sichtbar im äußeren Lagerring 2 zwei in dessen Laufbahnen 13, 14 mündende und im Querschnitt keilförmige Ringnuten 25, 26 angeordnet, die zur Schaffung der notwendigen Bewegungsfreiheit zum Verkippen der Kugelrollen in ihre Be-

triebsstellung in den Laufbahnen 13, 14 und 15, 16 beider Lagerhnge 2, 3 vorgesehen sind. Die zusätzliche Stützkonturen 24, 24' werden dagegen durch einen im Querschnitt keilförmigen und mit seinen Keilflächen 27, 28 in die Laufbahnen 15, 16 im inneren Lagerring 3 mündenden Mittelbord 29 gebildet, der zur Schwenkführung beim Verkippen der Kugelrollen in ihre Betriebsstellung in den Laufbahnen 13, 14 und 15, 16 beider Lagerringe 2, 3 vorgesehen ist.

In den Figuren 4 und 5 ist schließlich noch dargestellt, dass die Lagerkäfige 6, 7 für beide Reihen 4, 5 der Wälzkörper 8, 8' jeweils als Manschetten-Schnappkäfige aus einem Kunststoff ausgebildet sind, bei denen an jeweils einem umlaufenden Käfigring 30, 31 axial einseitig mehrere, zwischen sich an die Kontur der Wälzkörper 8, 8' angepasste Käfigtaschen 32, 33 bildende Manschetten 34, 35 angeformt sind. Auf der zum äußeren Lagerring 3 weisenden Oberseite der Manschetten 34, 35 beider Lagerkäfige 6, 7 sind dabei jeweils schräg zur Innenseite 11 des äußeren Lagerrings 3 ragende Schnappnasen 36, 37 angeformt, die, wie aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich ist, zur Lagefixierung der Lagerkäfige 6, 7 im Schrägwälzlager 1 jeweils in die keilförmigen Ringnuten 27, 28 im äußeren Lagerring 3 einrastbar sind. Darüber hinaus ist in Figur 5 er- kennbar, dass der Boden 38, 39 aller Käfigtaschen 32, 33 in den Lagerkäfigen 6, 7 in Umfangsrichtung zusätzlich leicht dachförmig ausgebildet ist, um eine selbsttätigen Anpassung der als Kugelrollen ausgebildeten Wälzkörper 8, 8' an betriebsbedingte Schwankungen der Druckwinkelachsen 17, 18 zu ermöglichen. Die Schräge dieses dachförmigen Bodens 38, 39 beträgt dabei beidseitig etwa 5° bis 10°, so dass sich die Kugelrollen in ihren Taschen an Druckwinkelschwankungen zwischen 10° und 20° anpassen können, ohne dass es dabei zum Ausschnappen der Kugelrollen aus ihren Käfigtaschen 32, 33 kommt.

Bezugszahlenliste

Schrägwälzlager 20 Schulter an 14 äußerer Lagerring 21 Schulter an 15 innerer Lagerring 22 Schulter an 16

Reihe 23 Freiraumkontur

Reihe 23' Freiraumkontur

Lagerkäfig von 4 24 Stützkontur

Lagerkäfig von 5 24' Stützkontur

Wälzkörper von 4 25 Ringnut ' Wälzkörper von 5 26 Ringnut

Seitenfläche von 8 27 Keilfläche von 29 ' Seitenfläche von 8' 28 Keilfläche von 290 Seitenfläche von 8 29 Mittelbord 0' Seitenfläche von 8' 30 Käfigring von 61 Innenseite von 2 31 Käfigring von 72 Außenseite von 3 32 Käfigtasche in 63 Laufbahn in 2 33 Käfigtasche in 74 Laufbahn in 2 34 Manschetten an 65 Laufbahn in 3 35 Manschetten an 76 Laufbahn in 3 36 Schnappnasen auf 347 Druckwinkelachse von 4 37 Schnappnasen auf 358 Druckwinkelachse von 5 38 Boden von 329 Schulter an 13 39 Boden von 33